侯延塽比傅斯年大25岁，视傅斯年为子弟。在与傅斯年交谈中，侯延塽发现傅斯年不仅天资甚高，记忆力强，而且已经读了许多书，国学已有了功底，是一个可堪造就的少年。当时社会已经发生了巨大变化，新学兴起，并且代表着时代的要求和中国发展的方向。伴随着近代交通业的发展，运河逐渐丧失了其社会功能，聊城也随之走完了辉煌的历程，与外界接触的中断使聊城逐渐落伍。傅斯年如长期呆在家乡，接触不到新事物，学不到新知识，便有可能耽误学业，影响前程。于是侯延塽产生了带傅斯年去大城市读书的念头。
不久，他返京路过天津，同几位朋友——天津《大公报》的经理英敛之、傅淦的学生孔繁淦等人，谈到傅斯年的情况，并把傅斯年写的几篇文章拿出来让几位朋友传阅。大家都很赏识傅斯年的才华，力劝侯延塽把这孩子带到天津来，让他接受新式教育，并愿意提供方便。于是，侯延塽又马不停蹄地从天津返回聊城，向傅斯年的祖父和母亲说明自己的想法和几位朋友的意见。傅淦等人经过考虑和商议，同意了侯延塽的意见。能够接触到外面的大世界、新知识，不再僻处一隅，坐井观天，对求知欲极强的傅斯年来说，自是兴奋异常。
1908年冬，少年傅斯年离别了养育自己13年的故乡，在寒风料峭中踏上了求学的征途。当时，东昌府境内尚无公路，也没有汽车，一辆榆木和枣木制成的独轮车上，一侧坐着傅斯年，一侧装着行李，由车夫推着，“吱吱呀呀”地来到禹城，由这里转乘火车抵达天津。到达天津后，傅斯年暂时住在英敛之家里，生活费用则由侯延塽负担，不足时，其父生前好友吴树堂接济。1909年春，傅斯年考入天津府立第一中学堂后，便搬到学校住宿，开始了真正的独立生活。
傅斯年在天津四年半的求学时间里，第一次系统的接受了近代新式中等教育。对数学、物理、化学、生物等自然科学知识有了一定的了解，这一切都使他这个从鲁西穷乡僻壤中走出来的少年扩展了知识视野，为后来的深造和研究打下了良好的基础。
节假日，傅斯年经常到英敛之家做客。英敛之，满族正红旗人，早年加入天主教，长期与洋人、传教士接触，思想比较开明，与许多具有进步思想的维新派人物，如严复、张謇、梁启超等过从甚密，支持和同情维新运动。1902年6月，创办《大公报》并任经理，渐入社会上流。英敛之非常喜欢傅斯年，不只是佩服他只身赴津、千里求学的精神和勇气，更在于他对问题的洞察力。每次见面，14岁的傅斯年像个小大人似的和英敛之谈论中外时局或经史文章。英敛之敏感地感觉到眼前的这个孩子非同一般，见解精辟，眼光独到，看问题深刻而老成。同许多关心他、爱护他的师长们一样，英敛之对傅斯年寄予了极大的厚望。英敛之的夫人爱新觉罗·淑仲出身皇族，为人随和，毫无贵妇人的架子，也非常喜欢傅斯年这个聪明伶俐的孩子。她和丈夫一样，也是虔诚的天主教徒，经常给傅斯年讲天主教义，星期天带着他到教堂做礼拜。在英夫人的影响下，傅斯年一生虽未入教，但对教会人士印象不坏，并在自己的能力范围内给予帮助，这与他早年结识教会人士有直接的影响。
傅斯年在天津读书期间受英敛之夫妇影响是短暂的，对其影响最大的还是侯延塽。侯延塽不仅在经济上全力支持傅斯年，而且在政治、教育等多方面一直关心着傅斯年。侯延塽虽然是清末进士和官僚，但其思想并不保守。他接受了资产阶级的改良和革命思想，不断追求进步，曾积极参加维新改良运动。1912年1月，当选为中华民国临时参议院议员，出任哈尔滨中国银行行长兼海关总督。他对国家形势和社会发展趋向有着较为深刻的认识。傅斯年在天津求学期间，侯延塽经常写信给傅斯年，有机会路过天津一定停留，开导和劝诱傅斯年，教诲傅斯年要多学新知识，关心国家和社会。傅斯年对侯延塽经济上的支持和政治上的关心终生感念不已，他成年后曾对人感慨万端地说：“我家非侯公无以有今日。”的确，侯延塽在傅斯年人生攀登的道路上为之构架了一个阶梯，使之在天津得以系统地接受新式教育，所学课程基本是科学基础知识，特别是能有机会阅读在家乡根本无法接触到的书籍和报纸杂志，这大大开拓了其知识视野，为其进一步求学深造打下了良好的根基。
追述侯延塽对傅斯年一生为人与处世的影响，远不止将其带出聊城，为其接受新知识、开拓新视野创造了条件。侯延塽辛亥革命以后回山东工作，长期担任山东省议会议员、副议长，从事教育和慈善事业，为人诚挚侠义，他对傅斯年兄弟一直视为子侄和学生，傅斯年兄弟则“以父执事之”。傅斯年在北京大学读书、出国留学直至回国工作，侯延塽与傅斯年一直保持较为密切的联系，或以书信或当面进行训示和教诲。傅斯年留学期间致信何思源、罗家伦时曾说：“连接家信及雪舫先生信，大加责言。”说明他与侯延塽保持着经常性的联系。傅斯年的同学、同事毛子水在为傅斯年写传时也特别指出：“傅先生幼时文史的根柢，除他的祖父外，受到侯先生培养的益处很多。就是他生平乐于帮助故人的子弟，恐怕侯先生的榜样亦不会没有几分影响的。”傅斯年的品格和作风，应该说在许多方面都受到侯延塽的影响。傅斯年对侯延塽也始终以父执事之。侯延塽晚年定居济南从事公共慈善事业，傅斯年经常前去探望。抗日战争期间，侯延塽因老病留在济南，傅斯年寄钱接济，奉养终老。侯延塽与傅斯年父子两代的关系是中国传统仁义道德文化培育的典型范例，具有深远的影响。
（三）北京大学高材生
1913年夏天，傅斯年从天津府立中学堂毕业，以优异成绩考入北京大学预科。三年后又升入本科国文门，直到1919年毕业，他在北京大学这个全国最高学府中整整学习了6年。如果说，他在家乡8年、天津3年多的学习，奠定了国学与新学的基础，那么，在北大6年的学习则使其国学新学并获长足的进步，且在他身上两种学问发生了激烈的碰撞，使他基本完成了两大转变：由传统文化的继承者转变为新文化的开拓者，由传统价值观念的卫道士转变为科学、民主、自由的积极鼓吹者。他对国家发展、民族进步、社会改革都有了深刻认识，也初步树立了为科学、教育而献身的思想。所以，无论从政治思想上、还是从学术和教育思想上研究傅斯年，都不能忽视他在北京大学六年所受到的陶冶及其引起的思想变化。
傅斯年入学时，北京大学设预科、本科和大学院三个层次。预科学制3年，分甲乙两部，甲部侧重于数理化等自然科学，乙部侧重于文史等社会科学。傅斯年家学渊源，文史功底深厚，又对文史有浓厚的兴趣，便欣然选择了乙部。与傅斯年同时入预科乙部学习，后来成名的学者有袁同礼、毛子水、周炳琳、沈雁冰(茅盾)、顾颉刚等人。
北京大学预科与本科当时在课程设置上并不衔接，有相对独立性，预科的前身是“同文馆”和“译学馆”，特别重视外语，要求在很短的时间内能看外文原著、能听外语讲课。傅斯年尽管在天津读书时已经开始学外语，但要在短期内精通，能直接阅读外文原著，仍有相当大的压力，再加上其他的功课，这使傅斯年必须努力学习，适应新环境，接受新知识。再者，傅斯年家庭贫穷，靠别人的帮助才有了求学的机会，这些都转变成了傅斯年刻苦学习、努力上进的动力。不仅官僚子弟的纨绔习气与他无缘，就是一般学生的消极颓废、混文凭的思想，傅斯年也丝毫没有沾染。相反，北大丰富的图书资料、相对优良的学习条件刺激着傅斯年努力拼搏，他如鱼儿入大海，在知识的海洋里自由的游弋。这个时期的他生活条件较差，学习繁重，身体素质弱，经常生病，但由于基础扎实，学习又特别勤奋，因此学习成绩一直很好，每次考试，总名列前茅。
傅斯年在预科期间，并不是只读死书，而是积极参加班级的各种活动。1914年，他与同学沈沅等人发起成立了“文学会”，创办了名曰《劝学》的杂志，其宗旨主要是研究修辞属文，提高文学素养。后来，又在文学会的基础上扩大为“雄辩会”，由提高修辞属文的文学素养，进而提高思辨力，规定“雄辩会”的宗旨为修缮辞令，发展思想，提高思辨力，锻炼演讲才能。雄辩会分国文、英文二部，每部又分演讲、著述二科，傅斯年被推举为国文部副部长兼编辑长。他积极参与会务，努力提高自己的组织和演讲能力，经过这个时期的锻炼，他的办事能力有所提高。
1916年暑假，傅斯年预科毕业，升入北京大学文科国学门，即后来的北京大学文学院中国文学系。傅斯年之所以选择这个专业，主要是出于他对传统国学的热爱，想以此为自己的托身之所，毕生努力探索研究。这个时期，北大文科章太炎学派力量颇盛。傅斯年的同学毛子水记述说：他那时的志愿，实在是要通当时所谓“国学”的全体，惟以语言文字为读一切书的门径，所以托身中国文学系。……当时北京大学文史科学生读书的风气，受章太炎先生学说的影响很大。傅先生最初亦是崇信章氏的一人。傅斯年升本科初期，努力攻读古文经学，尤其深入学习章太炎的著作，他的另一位同班同学伍淑的记述可见一斑：“我认识孟真，是在民国五年下半年，在北大上课的第一天。大约在一个上午，上什么历史，一位长胡子的教员来了，分到三张讲义，仿佛都是四个字一句。上课半小时，黑板上写满了讲义校勘记，感觉到乏味，于是开始注意班上的同学；发现第二排当中一位大胖子有点特别，因为教员的眼睛，老是注意他的身上。退了课，这位胖子同一位像阿拉伯马一样的同学在课堂的角落谈起天来了，围起一班同学来听，议论风生，夹杂些笑声。我就很欣赏他的风度，到他台子上一看，放了几本《检论》，上面有了红色的批点，却没有仔细去看他，下了课，回到宿舍，才打听到他就是山东傅斯年。”伍淑所提到的《检论》，是章太炎当时刚出版的一部力作。1914年，章太炎在北京禁所因“感事既多”，遂取其早年的代表作《訄书》加以增删，更名为《检论》，全书共9卷，1915年出版。傅斯年购得此书，随时带在身边阅读，上历史课他不感兴趣，便埋头读他的《检论》，因而引起历史任课教师的注意。由伍淑的记述，我们可以看出一点，就是傅斯年对《检论》一书读得特别认真，重点地方用红笔标出。自己有心得体会便用红笔批点，可见傅斯年对章太炎学说的重视。
傅斯年少年时期对儒家经典已经熟悉，许多经典章节已能背诵，在大学预科又对儒家经典及其注解进行系统学习，升入本科后像章太炎的《检论》这类专著都进行了认真的学习，所以他对传统经学的研习已经有相当深的造诣。他的一位同学后来回忆说：“在北大读书时(傅斯年)是全校闻名的高才生，得到校长蔡元培的器重和全校师生的赞扬。其间，据我了解他很少上课，成天泡在图书馆里，博览全书，当时有些教授就怕上他的课，往往在课堂上，他提出来的问题，老师答不来，使教师更难为情的是，他会当面指责教师讲错了，并有根有据地说：这个问题某某书是怎么讲的，某某先生是怎么说的，我认为该怎样理解，经常把老师弄得张口结舌，下不了台。”
有一个例子很能说明傅斯年知识的广博和求甚解的学风。以傅斯年同学好友罗家伦的记述为证：“就在当时的北大，有一位朱蓬仙教授，也是太炎弟子，可是所教的《文心雕龙》却非所长，在教室里不免出了好些错误，可是要举发这些错误，学生的笔记终究难以为凭。恰好有一位姓张的同学借到那部朱教授的讲义全稿，交给孟真，孟真一夜看完，摘出三十几条错误，由全班签名上书校长蔡先生，请求补救，书中附列这错误的三十几条。蔡先生自己对于这问题是内行，看了自然明白，可是他不信这是由学生们自己发觉的，并且似乎要预防教授们互相攻诘之风，于是突然召见签名的全班学生。那时候同学们也慌了，害怕蔡先生要考，又怕孟真一人担负这个责任，未免太重，于是大家在见蔡先生之前，每人分任几条，预备好了，方才进去。果然蔡先生当面口试起来了，分担的人回答的头头是道。考完之后，蔡先生一声不响，学生们也一声不响，一鞠躬鱼贯退出。到了适当的时候，这门功课重新调整了。”傅斯年能在一夜之间看一份讲义全稿，从中摘出三十多处错误，说明他对原文十分熟悉，几乎到了全部背诵的程度，对古文献如此精通，不仅一般学生做不到，就是专门学者又有几人达到如此水平。
当时北京大学传统国学章太炎学派势力强大。傅斯年深厚的国学功底，尤其对章氏之学的信从，引起一些太炎弟子的看重，刘师培、黄侃等人都抱着老儒传经的观念，希望傅斯年能够继承仪征学统和章太炎学说，成为他们的衣钵传人，使当时的古文经学后继有人，并将其发扬光大。傅斯年初期亦想在国学研究方面有所成就，入本科不久，便成为黄侃的得意门生，据记载，傅斯年当时常穿大袍褂，拿大葵扇，俨然一个地道的儒生。
正当傅斯年潜心国学的时候，一场震荡中国思想界、教育文化界的新文化运动兴起了。这场运动虽滥觞于上海，但由于北京大学的改革适逢其时，很快成为新文化运动的中心和重镇。
1915年9月，陈独秀在上海创办并出版了《青年》杂志，打出了“民主”和“科学”两面大旗，提倡新文化，鼓吹新思想，主张文学革命。陈独秀从进化论的观点出发，将希望寄托在青年身上，他在创刊号宣称：“改造青年之思想，辅导青年之修养，为本志之天职”。1916年9月，陈独秀应读者之望，将《青年》更名为《新青年》，其影响日益扩大。1917年1月，蔡元培出任北京大学校长，为新文化运动在北京大学传播创造了条件。新文化运动唤醒了潜心于国学的傅斯年。